21世纪化学发展的重要方向之一是以绿色化学来实现经济和社会可持续发展,离子液体以其优异的理化特性最有可能使绿色化学理想变为现实。离子液体作为一种新型的环境友好的材料正受到学术界和工业界的关注。近十年来开展了大量将离子液体作为催化剂/溶剂用于异构化、烷基化等有机合成反应的研究。本论文以三烷基胺、吡啶、N-甲基咪唑和1,4-丁烷磺内酯为原料合成十种不同结构的SO₃H-功能化离子液体,并分别采用核磁、质谱、热重等手段对离子液体的结构、热稳定性等进行了表征。结果表明,离子液体的结构与设计一致;所合成的离子液体的分解温度均高于300℃,且分解之前无明显质量损失,说明蒸气压很低。与传统有机溶剂相比较,对环境的污染小,属绿色溶剂。叔丁基酚是一类重要的精细有机化工产品,广泛用于合成树脂、染料、农药中间体、汽油添加剂、紫外吸收剂、高分子材料的热稳定剂和食品添加剂等。本文选用SO₃H-功能离子液体分别应用于邻苯二酚和邻甲酚与叔丁醇的烷基化反应,对反应时间、反应温度、原料的摩尔比及离子液体用量等各反应条件进行了优化,将离子液体与硫酸、对甲苯磺酸和固体酸Hβ、H-ZSM5等的催化性能进行了比较,并结合实验现象进行了模拟计算并推测反应机理。结果表明,SO₃H-功能离子液体在酚类化合物叔丁基化反应中表现出较好的催化性能,在优化条件下邻苯二酚、邻甲酚的转化率分别为41.5%和80.9%,邻位产物的选择性分别为97.1%和44.1%。与固体酸相比,离子液体具有反应温度低的优点。此外,反应可在无溶剂条件下进行,结束后通过萃取的方法实现离子液体和产物分离。使用过的离子液体经过简单处理就可以重复利用多次,且催化性能没有明显变化,有望代替传统的污染严重的催化剂。通过模拟计算得到的结果与实验结果相吻合,即邻甲酚叔丁基化反应初期生成大量醚类物质,之后转化为热力学更稳定的产物;邻苯二酚叔丁基化反应与其他酚类不同,并无醚类物质生成,这是氢键的作用和叔丁基的空间位阻较大导致的。